Wie lässt sich Arduino nur einschalten, wenn genügend Strom gesammelt wurde?

Dieser Satellit wird vermutlich die von der Solarzelle bereitgestellte Energie mittels „Energy Harvesting“ (EH) in einem Superkondensator speichern. Sowohl TI als auch Microchip haben gerade damit begonnen, Evaluierungskits zu liefern, die EH mit einer Solarzelle verwenden, um eine MCU und einen drahtlosen Transceiver mit Strom zu versorgen. Advanced Linear Devices stellt das Energiegewinnungsmodul EH300 her , das ein Paar Superkondensatoren aus einer Vielzahl von Quellen, einschließlich Solarzellen, aufladen kann. Ich habe mit einem experimentiert, und es kann 1,8 V - 3,3 V aus sehr niedrigen Spannungsquellen liefern und 25 mA für 68 ms liefern, was für eine MCU wie einen MSP430 oder XLP PIC mehr als genug ist und ein Sender mit geringer Leistung. Der EH300 hat zwei Superkondensatoren. Sie kosten etwa 34 £, ich habe meine bei Farnell gekauft.

Der Arduino ist für diese Anwendung nicht geeignet, da er bei so niedrigen Spannungen nicht funktioniert und zu viel Strom verbraucht. XLP-PICs verwenden typischerweise 20 nA im Tiefschlafmodus und 50 uA/MHz im aktiven Zustand.

Sie sollten sich ansehen, wie Sie den avr in den Ruhemodus versetzen. Im Schlafmodus schaltet sich der Mikrocontroller so weit wie möglich aus, um die Energieeinsparung zu erhöhen. Was Sie tun können, ist, was auch immer Sie die Energie aus dem Solarpanel in einem der ADC-Pins auf dem Arduino speichern, und wenn das eine bestimmte Schwelle erreicht, können Sie den Mikrocontroller aufwecken.

Es gibt jedoch ein paar verschiedene Schlafstufen, und je mehr Strom Sie sparen möchten, desto mehr Dinge werden ausgeschaltet. Ich denke, ADC-Pins sind nur mit der höchsten/geringsten Energiesparstufe eingeschaltet. Sie können auch den internen Komparator des avrs verwenden, mit dem Kondensator / Akku, in dem Sie die Energie speichern, und einer Spannungsquelle für die gewünschte Spannungsschwelle.

Eine letzte Sache ist, dass die Verwendung eines Arduino dafür möglicherweise nicht das Beste ist. Selbst im niedrigsten Schlafzustand verbraucht das Arduino ~ 15 mA, was ein AVR-Chip in diesem Zustand nur 0,05 mA verbraucht. Das Arduino hat einen linearen Spannungsregler, der immer etwa 10 mA verbraucht, plus ein paar andere zusätzliche Chips. Aus diesem Grund würde es sich wahrscheinlich lohnen, ein eigenes AVR-Setup zu erstellen.

Sie können die Techniken ausprobieren, die von spannungsgetriggerten (Typ I) BEAM-Solarmotoren verwendet werden .

Im Wesentlichen laden Sie einen großen Kondensator auf, bis die Spannung über ihm einen Schwellenwert überschreitet, und Sie versorgen Ihren Stromkreis, indem Sie ihn entladen. Mit ausreichend großen Kondensatoren sollten Sie in der Lage sein, eine Arduino-Kälte einzuschalten. Aber Sie werden einige große Kondensatoren brauchen , um es für> 1 s zu speisen.

Diese Schaltungen können ziemlich klein sein. Zum Beispiel verwendet diese unten gezeigte Schaltung 2 Transistoren und einen Panasonic 1381x .

Solarmotoren verwenden andere Techniken, zB Slope-Triggerung. Mehr über sie erfahren Sie hier .

Ich schließe mich dem Vorschlag an, die Konzepte hinter BEAM-Robotik und Solarmotoren zu untersuchen. Ich denke, die auf dem MAX8212-Chip basierende Solar-Engine (von der Maxime Ihnen kostenlose Muster zur Verfügung stellt) wäre die am besten geeignete SE für Sie, da sie am (einfachsten) konfigurierbar ist. Das Arduino ist eine brillante Plattform, um etwas über Mikrocontroller zu lernen, aber es ist ein bisschen stromhungrig für Solarenergie. Sobald Sie Arduino verstehen, sollten Sie sich direkt mit Atmel AVR-Chips beschäftigen. ATtiny45 ist eine großartige, lustige kleine Plattform, mit der man arbeiten kann, und kann ziemlich gut von einem Solarmotor angetrieben werden. Sehen Sie hier, was ich mit ihnen gemacht habe

Ich habe keine Erfahrung mit Arduino und es scheint aus den aktuellen Antworten hervorzugehen, dass es zu viel Strom verbraucht und wahrscheinlich nicht genug Schlafstrom zieht, um es zu einer praktikablen Option zu machen. Ein Nanowatt xlp PIC wäre der Ausgangspunkt, aber Sie müssen sich noch mit der Schnittstelle zwischen Energy Harvester (in diesem Fall Solarzelle) und Mikrochip befassen. Der Ausgang der Solarzelle ist im Vergleich zu anderen Formen von Energy Harvestern und den Anforderungen einer PIC + -Schaltung Niederspannung. Lineare Technologie bietet eine Reihe von selbststartenden DCDC-Wandlern, die auf Energy Harvesting-Anwendungen ausgerichtet sind (z. B. LTC3105), die als solche fungieren können Ihr Stromrichter. Von diesem Punkt an würden Sie das Bild über den Kondensator / die Batterie anbringen und es dann im Schlafmodus betreiben, wenn die Solarzelle die Batterie / den Kondensator auflädt.

Obwohl die Leute erklärt haben, dass das Arduino zu stromhungrig für diese Art von Dingen ist, können Sie dieses Problem lösen, indem Sie einfach mehr Solarzellen verwenden, bis Sie in der Lage sind, zu PICs usw. überzugehen, die es Ihnen ermöglichen würden, ein ausgefeilteres System zu erstellen.